在上世紀中葉（1950s）James Watson 和 Francis Crick提出了著名的DNA雙螺旋以及雙鏈間鹼基配對的模型,根據這個模型,他們進一步提出了DNA複製的半保留模型（semiconservative model）,雖然這個模型比當時並存的全保留模型（conservative 模型）看起來簡單易行的多,但始終缺乏有說服力的資料. 最後在1957年,當時在Caltech作研究生的Matthew Meselson和作博士後的Franklin Stahl設計並實現了這組著名的,證明了DNA複製半保留機理的實驗.
試驗中,他們先將大腸桿菌細胞培養在用15NH4Cl作為唯一氮源的培養液裡養很長時間（14代）,使得細胞內所有的氮原子都以15N的形式存在（包括DNA分子裡的氮原子）.這時再加入大大過量的14NH4Cl和各種14N的核苷酸分子,細菌從此開始攝入14N,因此所有既存的“老”DNA分子部分都應該是15N標記的, 而新生的DNA則應該是未標記的.接下來他們讓細胞們繼續高高興興地生長,而自己則在在不同時間提取出DNA分子,利用CsCl密度梯度離心分離,而當細胞分裂了一次的時候只有一個DNA帶,這就否定了所謂的全保留機理,因為根據全保留機理,DNA複製應該透過完全複製一個“老”DNA雙鏈分子而生成一個全新的DNA雙鏈分子,那麼當一次複製結束,應該一半DNA分子是全新（雙鏈都完全只含14N）, 另一半是“全老”（雙鏈都完全只含15N）.這樣一來應該在出現在離心管的不同位置,顯示出兩條黑帶.
透過與全14N和全15N的DNA標樣在離心管中沉積的位置對比,一次複製（分裂）時的這根DNA帶的密度應當介於兩者之間,也就是相當於一根鏈是14N,另一根鏈是15N.而經歷過大約兩次複製後的DNA樣品（generation＝1.9）在離心管中顯示出強度相同的兩條黑帶,一條的密度和generation＝1時候的一樣,另一條則等同於完全是14N的DNA.這樣的結果跟半保留機理推測的結果完美吻合。
在上世紀中葉（1950s）James Watson 和 Francis Crick提出了著名的DNA雙螺旋以及雙鏈間鹼基配對的模型,根據這個模型,他們進一步提出了DNA複製的半保留模型（semiconservative model）,雖然這個模型比當時並存的全保留模型（conservative 模型）看起來簡單易行的多,但始終缺乏有說服力的資料. 最後在1957年,當時在Caltech作研究生的Matthew Meselson和作博士後的Franklin Stahl設計並實現了這組著名的,證明了DNA複製半保留機理的實驗.
試驗中,他們先將大腸桿菌細胞培養在用15NH4Cl作為唯一氮源的培養液裡養很長時間（14代）,使得細胞內所有的氮原子都以15N的形式存在（包括DNA分子裡的氮原子）.這時再加入大大過量的14NH4Cl和各種14N的核苷酸分子,細菌從此開始攝入14N,因此所有既存的“老”DNA分子部分都應該是15N標記的, 而新生的DNA則應該是未標記的.接下來他們讓細胞們繼續高高興興地生長,而自己則在在不同時間提取出DNA分子,利用CsCl密度梯度離心分離,而當細胞分裂了一次的時候只有一個DNA帶,這就否定了所謂的全保留機理,因為根據全保留機理,DNA複製應該透過完全複製一個“老”DNA雙鏈分子而生成一個全新的DNA雙鏈分子,那麼當一次複製結束,應該一半DNA分子是全新（雙鏈都完全只含14N）, 另一半是“全老”（雙鏈都完全只含15N）.這樣一來應該在出現在離心管的不同位置,顯示出兩條黑帶.
透過與全14N和全15N的DNA標樣在離心管中沉積的位置對比,一次複製（分裂）時的這根DNA帶的密度應當介於兩者之間,也就是相當於一根鏈是14N,另一根鏈是15N.而經歷過大約兩次複製後的DNA樣品（generation＝1.9）在離心管中顯示出強度相同的兩條黑帶,一條的密度和generation＝1時候的一樣,另一條則等同於完全是14N的DNA.這樣的結果跟半保留機理推測的結果完美吻合。